深基坑地基土加固施工技术

1 工程概况

1.1 工程地理位置

高宝金融大厦工程项目拟建场地位于陆家嘴金融贸易区 X3-1地块，西侧为银城西路、北侧为花园石桥路。工程场地形状基本呈矩形。

1.2 工程简介

本工程项目基地面积8128m2，总建筑面积70014m2，主要建筑为地上40层，地下室3层。建筑总高度为178.8m，室外场地绝对高程4.200m。

2 地基加固分部简况

本工程属于深基坑工程，被动区土体需要加固处理，故采用Φ850三轴搅拌桩进行施工加固，在被动区加固体和槽壁加固体之间采用压密注浆进行填充施工，工程主裙楼底板高差处采用Φ1000高压旋喷桩进行加固，电梯井深坑区域的支护钻孔灌注桩外侧设置单排设Φ1000高压旋喷桩止水帷幕，电梯井坑侧壁采用Φ1000高压旋喷桩进行加固留土，坑底部采用Φ1000高压旋喷桩封底。

根据地质勘察报告，拟建场地的地基土主要土层厚度如表1：

表1

本场地浅部地下水属潜水类型，主要补给来源为大气降水，地表径流。上海市常年平均水位理深0.5-0.7m，低水位理深为1.5m，地下水对混凝土无腐蚀性。

3 施工特点

3.1 围护形式多样、衔接复杂

由于地基加固设计针对工程的特点，采用多工艺、多形式的围护形式相结合：有三轴搅拌桩加固、Φ1000旋喷桩、压密注浆等形式多，工种衔接较复杂。

3.2 施工工期较紧、施工场地小

本工程施工内容为三轴搅拌桩、旋喷桩，其中三轴搅拌桩工程量约为19097.73m3、4592.64m3；旋喷桩为5159.57m3。工期目标30天。

4 施工方案

本工程基坑地基土加固施工的设计要求：

工程基坑被动区土体采用Φ850三轴搅拌桩进行加固，三轴搅拌桩中心距为600mm，桩身段长分别为16.55m、14.95m两种，桩顶标高-7.30m。三轴搅拌桩采用P.O32.5级水泥，水灰比为2.0：1。水泥掺量在基底以上为10%，桩身段长分别为12.55m、10.95m两种；水泥掺量在基底以下为20%，桩身段长为4m。

工程基坑被动区加固体和槽壁加固体之间采用压密注浆进行填充，压密注浆采用P.O32.5级水泥，压密注浆浆液注入率为20%，浆液配比为水泥：粉煤灰：水玻璃=1：0.5：0.04，水灰比为0.55。注浆孔间距为1m，注浆段分为21.35m、19.75m两种，注浆顶控制标高-2.50m。

4.1 Ф850三轴搅拌桩施工工艺及施工方法

4.1.1 三轴搅拌桩采用Φ850三轴搅拌动力装置、配备日产DH-608履带式桩机3台，实行一次钻搅达到设计深度，沿桩位中心线制作水泥土搅拌桩。搅拌桩桩体的水泥掺量为基底以上为10%、基底以下为20%，水灰比控制在2.0：1。桩体间搭接长度25cm。桩轴中心距600mm，三孔面积1.495m2。采用强度等级为32.5级普通硅酸盐水泥。

4.1.2 定位、钻孔、移机

操作人员根据确定的位置严格控制钻机桩架的移动。桩机移动就位由班长统一指挥，桩机移位前看清上、下、左、右各方面的情况，移动结束后检查定位情况并及时纠正，确保钻孔轴心就位不偏。桩机应平稳、平正，确保钻机立柱导向架的垂直度偏差小于1/250，并用经纬仪进行校核

4.1.3 搅拌注浆

在开机前按要求进行水泥浆液的搅制。将配制好的水泥浆送入贮浆桶内备用。水泥浆配制好后，停滞时间不得超过2小时，搭接施工的相邻搅拌桩施工间隔不得超过12小时。注浆时通过2台注浆泵注入，注浆流量：200L/min/每台。

根据设计所标深度，钻机在下沉和提升过程中，通过在钻机立柱上做醒目标记控制桩长，同时钻机在钻孔和提升全过程中，保持螺杆匀速转动，在水泥掺量相同时匀速下钻，匀速提升，同时根据下钻和提升的不同速度，注入不同掺量的水泥浆液，采用钻杆注浆和多层搅拌叶片搅拌并高压喷气使钻杆周边土体均匀搅拌，以保证桩身水泥土的均匀度，也同时为加快搅拌桩成桩速度。在桩底部分必须重复搅拌注浆，确保搅拌桩的质量。三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度。根据设计要求和有关技术资料规定，水泥掺量为10%时，下沉速度不大于1.5m/min，提升速度不大于3m/min；水泥掺量为20%时，下沉速度不大于0.8m/min，提升速度不大于1.6m/min，在桩底部分适当持续搅拌注浆，做好每次成桩的原始记录。

4.1.4 清理泥浆

由于水泥浆液的定量注入搅拌桩内，将有一部分水泥土被置换涌出地面，采用挖机将水泥土清理出加固区域，保持场地的整洁，确保桩体的硬化成型和下道工序的继续，被清理的水泥土将在24小时之后开始硬化，硬化后运出场地。

4.2 高压旋喷桩施工工艺及施工方法

4.2.1 根据本工程设计要求及现场情况，主裙楼底板高差处采用Φ1000@800高压旋喷桩进行加固，电梯坑区域钻孔灌注桩外侧设置单排设Φ1000@700高压旋喷桩止水帷幕，电梯井坑侧壁采用Φ1000@800高压旋喷桩进行加固留土，底部采用Φ1000@800高压旋喷桩封底。

施工采用二重管高压旋喷桩施工工艺。利用旋喷桩专用钻机使二重注浆管钻进到土层的预定深度后，通过在管底部侧面的一个同轴双重喷嘴，同时喷射出高压浆液和空气两种介质的喷射流冲击破坏土体，即以高压泥浆泵等高压发生装置喷射出≥26MPa左右的压力的水泥浆液，从内喷管中喷出，并用0.7MPa左右压力把压缩空气，从外喷嘴中喷出，将水泥浆液与土体混合，在高压水泥浆液和它外围环绕气流的共同作用下，破坏土体的能量显著增大，喷嘴一面喷射一面旋转提升，最后在土体中形成圆柱状固结体。

4.2.2 施工要求

当注浆管置入钻孔，喷嘴达到设计标高时即可喷射注浆，喷射注浆参数达到规定值后，按旋喷桩的工艺要求，提升注浆管，由下向上喷射注浆。注浆管分段提升的搭接长度宜大于100mm，在高压喷射注浆过程中出现压力骤然下降、上升或冒浆等异常情况时，应查明产生的原因并及时采取措施。当高压喷射注浆完毕，应迅速拔出注浆管。桩与桩搭接长度应≥200mm。

4.2.3 施工技术措施

1）定位

确定旋喷桩桩位，桩位放样误差小于10cm。并报监理方检验复核。

2）成孔

旋喷桩位放好并经复核合格后，旋喷桩机就位，成孔为旋喷桩机自成孔，成孔深度大于设计深度0.5m，成孔时用水平尺检查钻机机架垂直度，桩机垫平垫稳，钻进中不得发生倾斜和移动，垂直度偏差小于1/100，确保桩间距和邻桩桩体搭接。

3）旋喷注浆作业

下喷管前先检查和调试气嘴及喷浆口是否完好畅通。下喷管必须垂直对准孔心，保证喷管提升和旋转，当喷管下至设计深度以下10cm左右开始拌送水泥浆，然后开启压缩空气，待送浆30秒后且孔口冒浆正常时方可旋喷提升，并保持合理提升速度。喷注中如上节喷管要卸除，下节喷管继续作业时，必须待下部喷管高出井口装置20cm以上方可停止喷注，保证加固体垂向连续性。成桩结束后及时做好桩顶回灌。

4）回灌

因旋喷桩成桩后桩顶可能有一个收缩过程，喷射灌浆完毕后，应继续向孔内灌注水泥浆液，保证桩体顶标高。

5 施工质量保证措施

三轴搅拌桩施工质量保证措施：

5.1 严格控制质量标准，检查复核质量保证资料，坚持进行必要的实验测试（水泥）、质量检查，建立严格验收把关制度。

5.2 根据确定的水泥浆液的配合比，做好量具的检验可行手段，严格控制水灰比，搅拌时间，浆液质量，注浆时控制注浆压力和注浆速度。

5.3 严格控制钻管下钻，提升的速度，若出现注浆阻塞或断浆现象，应及时停泵，排除故障后，再采取有效的措施进行复喷浆，严防断桩、空桩。

5.4 设备进场前进行施工现场踏勘，详细了解场地情况及周围环境状况，了解水，电源位置及管线情况。协助摸清地下障碍物及周边管线情况。

5.5 机械设备准备，设备进场前作好维修保养工作，保证设备机械完好，做好相应的配套工作，配套设备性能完好，应用方便，辅助器具。

6 结束语

地基加固分部工程的施工因其难度较高、风险大而存在其特殊性的一面，但只要具体问题具体分析，做到早预防早处理，是能够顺利地保质保量完成施工任务的。通过严格控制各项指标、制定严格的质量保证措施，是可以有效的加固效果的。通过对该工程地基加固技术的研究，探索和积累经验，对今后类似工程能起到一定的借鉴作用。

[责任编辑：王静]

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